Устройство для управления шаговым двигателем

Устройство для управления шаговым двигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С ото э Советских

Социалистических

Респубики

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ904183 (53)М. Кл.

Н 02 P 8/00 (61) Дополнительное к авт. свид-ау (22)Заявлено 06.05.80 (21) 2920941/24-07 с присоеаинениехт заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.82 ° Бюллетень Р1е 5

Дата опубликования описания 07.02.82

Госудерстмнный коинтет ссср во делам нзебретеннй и атхрнтнй (53) УДК 621.313. .13-133.3.525 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.А.Федукин и В.И.Демкин

Московский институт электронной техник (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЬМ

ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электро"" технике, в частности к электроприводам, и может быть использовано для управления шаговым двигателем . в системах автоматического регулирования.

Известно устройство для управле- ния шаговым двигателем со стабилизацией скорости в режиме бесконтактной машины постоянного тока, содержащее двигатель с датчиком положения ротора, имеющим циклическую характеристику "вход-выход", линейную в пределах цикла, соединенный с усилителями мощности через функциональный преобразователь, включающий в себя преобразователь линейно изменяющегося сигнала в ступенчатый и в сигналы, близкие к синусоидальныи1.13.

Недостатком данного устройства является его сложность, выражающаяся в необходимости функциональных преобразований линейных сигналов дат чика.

Наиболее близкое по технической сущности к предлагаемому устройство для управления шаговым двигателем, содержащее датчик положения ро» тора с линейной в пределах цикла ха$ рак терис тик ой- "вход-выход", синхронизированный генератор пилообразного напряжения, элемент сравнения, связанный входами с выходами датчика положения и синхронизированного генератора, и усилители мощности, соединенные входами е выходами эле-. ментов И (21.

Недостатком указанного устройства является низкая равномерность движения, обусловленная колебаниями амплитуды момента на шаговом интер вале, а также сложность устройства.

Цель изобретения — повышение равномерности движения двигателя и упрощения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления шаговым двигателем содержит связан3 ный с выходом датчика положения ротора формирователь-распределитель, выполненный в виде компараторов по числу фаз двигателя с петлеобразной характеристикой "вход-выход", выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И, подключенных вторыми входами к выходу элемента сравнения.

Такое выполнение устройства повы- 10. шает равномерность движения и упро- щает схему устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства применительно к четырехфазному шаговому двигателю; на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов на отдельных элементах устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит шаговый двигатель ), на валу которого укреплен датчик 2 положения ротора с циклической характеристикой "входвыход", линейной в пределах цикла, связанный выходом со входами синхронизируемого генератора 3 пилообразного напряжения и формирователя-распределителя 4, выполненного в виде компараторов 5-8 по числу фаз двигателя с петлеобразной характеристикой

"вход-выход" и с первым входом элемен «0 та 9 сравнения. Выходы компарйторов

5-8 соединены с первыми входами элементов И 10-13, вторые входы которых соединены с выходом элемента 9 срав" нения. Фазы шагового двигателя 1 через усилители 14-17 мощности связаны с выходами элементов И 10-13 °

Работа предлагаемого устройства поясняется временными диаграммами сигналов на отдельных элементах (фиг. 2) где показаны линейно-изменяющиеся в функции положения ротора, напряжение Од на выходе датчика, 2 положения, напряжение U на выходе генератора 3 пилообразного напряжения, напряжения 0 „-Ц„ „на выходах компараторов соответственно 5-8, напряжение Up ma выходе элемента 9 сравнения, напряжения Ц ф< „на входах усилителей мощности 14-17.

Устройство работает следующим об" разом.

Шагоный двигатель 1 с датчиком

2 положения на валу, соединенный с выходами усилителей 14-17 мощно55 сти, работает в режиме бесконтактной машины постоянного тока. Коммутация фаз обеспечивается подачей с выходов компараторов 5-8 сигналов на первые

83 41 входы группы логических элементов

И 10-13. В моменты, соответствующие началу циклической характеристики дат чика 2 положения ротора (фиг. 2), запускается генератор 3 пилообразного н:;пряжения с регулируемой крутизной линейно изменяющегося напряжения.

Сигналы генератора поступают на первый вход элемента 9 сравнения, на второй «ход которого подаются сигналы датчика .положения.

С изменением крутизны пилообразного сигнала генератора, когда его амплитуда превьалет амплитуду сигнала датчика, выходной сигнал сравнивающего устройства Иэ принимает высокий уровень, в результате чего контур обратной связи по положени;о оказывается замкнутым, двигатель разгоняется. В процессе разгона двигателя возрастает крутизна выходного сигнала датчика и при достижении им уровня сигнала с генератора сравнивающее устройство переходит. в противоположное состояние. Контур связи ло положению размыкается и двигатель тормозится под действием момента нагрузки до определенного срабатывания сравнивающего устройства.

Время нахождения двигателя во включенном состоянии в пределах такта коммутации изменяется с изменением крутизны сигнала генератора. При увеличении крутизны сигнала генератора время включенного состояния двигателя увеличивается.

Процесс переключения осуществляется с большой частотой, поэтому питание фаэ двигателя осуществляется импульсами с коэффициентом заполнения коммутационного интервала, меньшим единицы. Среднее значение тока в фазах двигателя. устанавливается пропорциональным коэффициенту заполнения.

При скоростях нарастания сигнала генератора пилообразного напряжения,.меньших скорости механических переходных процессов шагового двигателя, осуществляется процесс непрерывного слежения сигнала датчика за сигналом с выхода генератора и, следовательно, скорость двигателя будет отслеживать скорость изменения. сигнала генератора.

Изменением крутизны импульсов геиератора обеспечивается регулирование скорости двигателя в широком диапазоне от весьма низких скороИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе формула изобретения

5 904183 Ь стей до максимальной скорости в ре- синхронизированный р р ованный гене атор пилообжиме самокоммутации. разного напряжения, элемент сравПредлагаемое устройство обеспе- нения, связанный в д а и вхо ами с выходами чивает режим стабилизации и yapasae- датчика положения и синхронизироато а и силители мощния скоростью шагового двигателя в % ванного генератора, у

ые. вхо ами с выходаежиме бесконтактной машины посто- ности, соединенн д

P янного тока в широком диапазоне ско- ми элементов тов И о т.л и ч а юи что с целью упроостей улучшает равномерность дви- щ е е с я тем, что, ц ия и в сравнении с известными щения устройства и п ва и повыпения равномержен е я оно с етехннческими реше ениями такого назна- 10 ности движения двигател, од р чения является олее простим. б простим Это жит связанный с выходом датчика попозволяет увеличить надежность при- ложени р р ф р я ото а фо мирователь-распреводов позицион ози онных и контурных систем делитель, выполненный в виде компапрограммного управления перемеще- раторов по числу фаэ двигателя с

15 петлеобразной характеристикой "входТехнико-экономический эффект от выход, выходы кот р о кото ых соединены с внедрения предлагаемого устройства первыми входами соответствующих я за счет упрощения схе- элементов И, подключенных вторыми достигается за сче а с авнения. мы устроиства и пов е

ыш ния качества входами к выходу элемент р движения привода, улуппающего рабо- 20 ту установки.

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее датчик положения ротора с линейной в пределах

lt Н цикла характеристикой вход выход, 4

1, Авторское свидетельство СССР

2й В 556542, кл. Н 02 К 29/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке IF 2419340/24-07, кл. Н 02 P 8/00, 1977.

904183 юг.

Составитель 3.Горник

Редактор А.Лежнина Техред И. Гайду Корректор Н.Швыдкая

Заказ 163 46 > Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Ра шская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. ПроеМная, 4